●孔向榮 黃萬深 樊云鵬 陳金蘭 鄭家譽
隨著智能電網建設的不斷深入,智能變電站的概念越來清晰。相較于傳統(tǒng)變電站,智能變電站在運維工作中信息化、數(shù)字化、高效率和人工低投入的優(yōu)勢非常明顯。但是,由于技術和資金的制約,較長一段時間內,傳統(tǒng)變電站將依然存在。由于傳統(tǒng)的運維模式存在人工投入大、數(shù)據采集周期長、數(shù)據誤差較大等弊端,已經不能滿足智能電網精細化管理的需求,也不能滿足數(shù)字電網對數(shù)據獲取的基本需求,這就需要當代變電運行人解放思想,運用創(chuàng)新思維,持續(xù)改進運維方法,實現(xiàn)變電運行工作減負增效。
基于變電運行工作模式優(yōu)化后存在的巡視和作業(yè)風險管控問題,崇左供電局制定了無人機巡視和智能化作業(yè)管控的實施計劃和操作方案,充分釋放人力,減輕變電運行工作負擔,提高運維成效。
截至目前,崇左供電局變電運行專業(yè)4 個巡維班組共65人,管轄廣西崇左市5 縣1 市1區(qū)55 座變電站,集約管理廣西新電力集團5 個縣91 座變電站,其中管理一次主設備達22394 臺(見表1)。
由于地處山區(qū),所有變電站離運維中心辦公地點平均行車時間均在1 小時以上,最遠的變電站行車路程達2.5 小時。近幾年,原有的電網設備日益老化,電網建設不斷發(fā)展,但運維人員卻趨于零增長,變電運行業(yè)務工作變得越來越繁重。崇左供電局一直按《廣西電網公司面向“十四五”電網高質量發(fā)展的生產組織模式優(yōu)化專項行動方案》相關要求,從管理上優(yōu)化生產組織模式,由電力調度控制中心電力調控班負責設備運行與冷備用之間的狀態(tài)轉換遠方操作,變電檢修人員負責設備冷備用與檢修之間的狀態(tài)轉換,停電后檢修人員自行布置臨時安全措施,變電運行人員遠方確認并許可工作票。但是,由于現(xiàn)場安全監(jiān)督、作業(yè)管控要求人員到位更頻繁,與廣西新電力集團合署辦公需要規(guī)范業(yè)務及人員培訓的任務繁重,變電運行人員還是無法從繁忙的工作中解放出來。同時,生產組織模式優(yōu)化后變電檢修人員操作變電設備也帶來了新的倒閘操作風險,變電運行巡視數(shù)字化、變電站作業(yè)安全管控智能化迫在眉睫。
表1 崇左供電局變電站主要情況一覽表
傳統(tǒng)的變電運行模式需要變電站運行值班員每天開車到涉及的變電站現(xiàn)場開展1 次設備巡視、安全監(jiān)督和現(xiàn)場勘查,耗費大量人力物力。人工進行設備巡視存在死角及盲區(qū),巡視效率低,實時性不高。
崇左供電局引進無人機技術,應用無人機開展變電一次設備巡視,解決了傳統(tǒng)人工作業(yè)的不足。通過對變電站進行三維建模和航線規(guī)劃,按設備巡視要求設定無人機作業(yè)點,無人機即可在變電站內開展自主巡視,自動上傳巡視照片至數(shù)據分析系統(tǒng),變電站運行值班員只需對分析結果進行確認后便可輸出運維策略。
變電運行工作模式優(yōu)化后,直接由沒有操作經驗的檢修人員開展設備倒閘操作,倒閘操作風險管控難度相對較大,加上臨時安全措施布置也是檢修人員完成,運行值班員只是遠方許可工作票,現(xiàn)場風險控制措施落實管控會存在缺失。此外,現(xiàn)場操作還可能會發(fā)生走錯帶電間隔、誤碰帶電設備、帶接地線合閘等風險。據此,崇左供電局研發(fā)了變電站現(xiàn)場作業(yè)安全綜合管控系統(tǒng),具體內容如下:
1.作業(yè)前管控
作業(yè)人員門禁管理模塊。將取得資質符合進入變電站的作業(yè)人員錄入系統(tǒng),許可人員只需要確認作業(yè)人員精神狀況無異常即可,不需要再花費大量時間逐一核實人員資質,避免了在工作人員眾多的時候出現(xiàn)核實資質遺漏、出錯的情況,通過實現(xiàn)人臉識別進站,減輕許可人員工作量。
2.作業(yè)中管控
應用zigbee 無線通訊技術,通過在地線和地樁安裝采集器,實現(xiàn)倒閘操作全過程的臨時地線的實時監(jiān)測,避免出現(xiàn)帶地線送電的風險。
此外,通過在變電站房門和設備箱體加裝E 匙通智能鎖具,防止作業(yè)人員隨意開啟與工作無關的房門和箱體。
在線視頻監(jiān)督管理模塊。應用AI 算法,將原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行改造,并打通通信接口,利用變電站現(xiàn)有的攝像頭進行遠程作業(yè)安全管控,對原視頻覆蓋不全的地方新增視頻攝像頭,接入AI 系統(tǒng),實現(xiàn)超區(qū)域作業(yè)和不規(guī)范著裝自動報警,減少人工投入,提高作業(yè)安全監(jiān)督效率。
二次保護屏柜連接片狀態(tài)監(jiān)測裝置。利用現(xiàn)有的硬件設備,通過增加二次屏柜連接片狀態(tài)檢測模塊及升級五防系統(tǒng)軟件等手段來對連接片狀態(tài)進行監(jiān)測。運行值班員根據保護定值投退要求在系統(tǒng)設置連接片初始狀態(tài),當出現(xiàn)作業(yè)人員誤動連接片時,系統(tǒng)會自動發(fā)出告警提示運行值班員,避免出現(xiàn)漏投連接片、投錯連接片的情況,有效控制誤操作風險。
防誤拆二次接線監(jiān)測裝置。通過在重要端子(電壓、電流、保護出口等端子)的上下兩端安裝二次接線端子監(jiān)測模塊,作業(yè)人員在后臺設置需要拆接線端子,當作業(yè)人員拆接線時誤拆接或拆接錯二次線時,該裝置會發(fā)出告警,有效避免作業(yè)人員誤拆二次接線。
1.巡視時間大幅減少。以巡視一個110 千伏變電站一次設備為例,原來的人工巡視需要投入2 名值班員、1 臺工程車、工作6 小時(含路途往返2 小時),應用無人機后只需要1 名運行值班員在后臺遠程操作20 分鐘即可完成,無需值班員開車到現(xiàn)場,巡視效率大幅提高。
2.巡視數(shù)據更加精準。原來人工巡視可能會少看、漏看巡視項目,巡視人員身高、視力等因素也會產生巡視死角和盲區(qū),應用無人機巡視可完全覆蓋全部設備,巡視數(shù)據更加精準。
3.降低運行人員行車安全風險。使用無人機巡視前,運行值班員開展變電站一次設備狀態(tài)查看及現(xiàn)場安全監(jiān)督、現(xiàn)場勘查等工作出動車輛次數(shù)全年可達1100 余次。使用無人機巡視后,運行值班員可隨時遠程開展變電站一次設備狀態(tài)查看及現(xiàn)場安全監(jiān)督、現(xiàn)場勘查等工作,無需開車到現(xiàn)場作業(yè),有效降低了運行人員行車安全風險。
1.安全管控效率提升。系統(tǒng)投入使用后,解決了運行值班員必須到作業(yè)現(xiàn)場進行安全監(jiān)督的現(xiàn)狀。系統(tǒng)建設以前,每個變電站平均每月至少需要開展2天/次現(xiàn)場安全監(jiān)督。系統(tǒng)運用后,值班員只需要在主站通過視頻即可監(jiān)控整個作業(yè)過程。目前崇左供電局直接管理55 個變電站,現(xiàn)場安全監(jiān)督每月可節(jié)省110 天/次、一年可節(jié)省1320天/次,少出動車輛1320 臺次,有效降低了行車安全風險,也釋放了一部分的人力。
2.避免了走錯檢修間隔的事故事件發(fā)生。系統(tǒng)投入使用后,因后臺報警提醒及時制止檢修人員走錯帶電間隔事件12 起,有效避免了人身傷亡事故事件的發(fā)生。
3.避免了帶地線合閘的惡性誤操作事故事件。系統(tǒng)投入使用后,發(fā)現(xiàn)并有效阻止了因檢修人員粗心大意漏拆地線9 組導致帶地線合閘的惡性誤操作事故事件,確保了人身和設備安全。
崇左供電局基于變電運行專業(yè)工作模式轉型后存在的困難,經過分析研判,應用新技術新方法,持續(xù)改進運維工作。實踐證明,新技術、新方法操作和復制性較強,推廣難度不大,對減輕運行人員工作負擔、提高運維工作安全和經濟效益有較高的參考價值。